Расчёт апроксимирующей передаточной функции объекта для заданной динамической характеристики объекта управления, страница 8

Определяем теперь точность полученных расчетов по формуле (1.1.3):

 =                         (1.3.5)

Погрешность меньше чем 2%, следовательно полученная передаточная функция с достаточной точностью описывает динамические свойства нашего объекта. Из выражений (1.1.6), (1.2.5) и (1.3.5) видно, что метод интегральных площадей является наиболее точным, чет других два. И для дальнейших расчетов будем считать, что динамические свойства объекта управления описываются передаточной функцией (1.3.2).

2. ВЫБОР ЗАКОНА РЕГУЛЯТОРИРОВАНИЯ

Под выбором типа регулятора подразумевается  выбор  простейшего закона регулирования наиболее дешевого и простого в эксплуатации регулятора, обеспечивающего при различных возмущениях в заданных  пределах динамическую ошибку, время регулирования и статическую ошибку. Следовательно, тип регулятора  любой  автоматической  системы  может быть определен либо по 3 из этих показателей, либо по  некоторым  из них.

Тип автоматического регулятора (закон регулирования)  выбирает­ся с учетом свойств объекта регулирования и заданных параметров  ка­чества переходного процесса. К качеству регулирования  каждого  кон­кретного технологического процесса,  имеющего  присущие  только  ему особенности, предъявляются конкретные требования;  в  одних  случаях оптимальным или заданным может служить процесс, обеспечивающий мини­мальное значение динамической ошибки регулирования, в других - мини­мальное значение времени регулирование, и т.д.  Поэтому  в  соответ­ствии с требованиями технологии в качестве заданного  выбирают  один из типовых переходных процессов:

- граничный апериодический;

- с 20%-ным перерегулированием;

- с минимальной квадратичной площадью отклонения;

Свойства сложных объектов, переходные процессы в которых описываются могут быть найдены экспериментально. На практике эти  объекты заменяют объектами 1-го порядка с запаздыванием; тогда уравнения ди­намики будут иметь вид:

-  при наличии самовыравнивания (устойчивые объекты)

                                T_О*dy(t)/dt + y(t) = k_О * x(t - τ),                                     (2.1)

-  при отсутствии самовыравнивания (нейтральные объекты)

                                     Тe * dy(t)/dt = ko * x(t - t),                                        (2.2)

где    y - регулируемая величина;

x - регулирующие воздействие;

T_О - постоянная времени объекта;

K_О - его коэффициент передачи;

Тe - время разгона объекта;

t - время запаздывания;

t - время.

Ориентировочно характер действия регулятора определяют по величине отношения времени запаздывания t/T_О.

В промышленности наиболее часто применяют регуляторы  непрерыв­ного действия (И-, П-, ПИ- и ПИД-регуляторы).

И-регуляторы  применяют  на  объектах,  имеющих  значи­тельное самовыравнивание и малое время запаздывания. Для регулирова­ния технологических величин на нейтральных объектах И-регуляторы  не применяют, т.к. такие системы неустойчивы при любых  значениях  нас­троечных параметров. П-регуляторы обладают быстродействием  и  рабо­тоспособны на инерционных объектах, но могут быть использованы  лишь тогда, когда при изменении нагрузки объекта допустимо остаточное от­клонение параметра от заданного значения. ПИ-регуляторы имеют доста­точное быстродействие, кроме того, способны выводить параметр на за­данное значение, поэтому их применяют чаще других. Если объекты  ха­рактеризуются большим запаздыванием и претерпевают значительные  из­менения нагрузки, П- и ПИ-регуляторы могут не справиться с обеспече­нием требуемого качества регулирования; в таких  случаях  используют ПИД-регуляторы. Если ни один из рассмотренных законов  регулирования не позволяет получить переходный процесс регулируемой величины,  ко­торый не выходил бы за пределы заданных показателей качества, то для регулирования  рассматриваемой  величины  вместо  одноконтурной  ис­пользуют многоконтурную систему регулирования.